基于子结构的非线性有限元模型修正方法
详细信息 查看官网全文
摘要
本文提出了一种基于子结构的非线性动力学动力学建模及有限元模型修正方法。该方法以子结构分析为基础,针对含有非线性连接的复杂结构,把整体结构分为线性和非线性自由度集,将线性自由度进行动力缩聚,仅保留缩聚后的非线性自由度集,与全模型相比,子结构的非线性有限元模型,可提高非线性连接结构的参数迭代修正效率。该方法的主要步骤是根据结构的连接形式,划分线性/非线性子结构,得到包含非线性自由度的动力缩聚模型,利用Newmark法求解结构的非线性时域动响应,然后与试验值构造响应的特征残差量,采用模式搜索法对连接非线性刚度进行参数修正,以保证计算模型与试验模型之间的特征响应残差最小,最终得到有效准确的非线性子结构动力学分析模型。最后该方法被应用于空间可展桁架的非线性子结构动力学建模和模型修正。与未缩聚模型的动态特性进行比较,该模型能够准确反映结构的非线性特征,得到相同的计算结果,同时子结构模型的计算效率有明显改善。采用模型修正理论,分析比较了两种模型对连接铰的非线性刚度识别。算例的结果表明,基于子结构的非线性动力学建模方法,能够对结构进行准确仿真,同时利用该方法可以在保证修正精确度的前提下,有效提高非线性连接结构的有限元模型修正效率。
引文